植物生态学全套课件
植物生态学(第二章)讲述
2020/10/3
植物生态学：生物与环境
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第一节 环境与生态因子
二、生态因子的分类
Smith (1935) 曾将生态因子分为密度制约因子和非密 度制约因子两大类。
密度制约因子（density dependent factors）：其作用 强度随种群密度的变化而变化，因此具有调节种群数 量、维持种群平衡的作用，如食物、天敌和病害等生 物因子；
这就是说：每一种植物都需要一定种类和一定数量的营养物质， 如果其中有一种营养物质完全缺失，植物就不能生长。如果这种 营养物质数量极微，植物的生长就会受到不良的影响。
这就是李比希著名的“最小因子法则”（law of the minimum）。 不过李比希在提出这一法则的时候，只研究了营养物质对植物生 存、生长和繁殖的影响，并没有想到他提出的法则，还能够应用 于其他的生态因子。
三、生态因子作用的几个特点
综合性，每个因子都是在与其他因子的相互影响、相互制 约中起作用，任何一个因子的变化都会在一定的程度上引 起其他因子的变化。如光强变化会引起大气和土壤温湿度 的变化等。
非等价性，对生物起作用的诸多生态因子是非等价的，其 中有1或2个是起主要作用的主导因子。主导因子的改变， 常常会引起许多其他因子发生明显改变或使生物的生长发 育发生明显变化。如水生环境中的光照、沙漠环境中的水 分等。
非密度制约因子（ density independent factors ）：其 作用强度不随种群密度变化而变化，因此对种群密度 不能起调节作用，如温度、降水和天气变化等非生物 因子。
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植物生态学：生物与环境
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第一节 环境与生态因子
二、生态因子的分类
也有人根据生态因子的稳定程度，将其分为稳定因子 和变动因子两大类。
植物生态学
植物生态学生态学：是研究有机体与其周围环境（包括非生物环境和生物环境）相互关系的科学。
目前已经发展为“研究生物与其环境之间的相互关系的科学”。
有自己的研究对象、任务和方法的比较完整和独立的学科。
它们的研究方法经过描述——实验——物质定量三个过程。
系统论、控制论、信息论的概念和方法的引入，促进了生态学理论的发展。
环境：人类生存的空间及其中可以直接或间接影响人类生活和发展的各种自然因素称为环境。
生态因子：指对生物有影响的各种环境因子。
常直接作用于个体和群体，主要影响个体生存和繁殖、种群分布和数量、群落结构和功能等。
各个生态因子不仅本身起作用，而且相互发生作用，既受周围其它因子的影响，反过来又影响其它因子。
作用形式大体有3类：①构成维持生物代谢和繁殖所必需的营养物质和理化条件。
这些理化条件也都表现为能量或物质，如日照、温度、pH值、渗透压等。
②构成种种破坏力量。
例如天敌、自然灾害（超限的理化条件）及某些人类活动（滥垦滥牧、工业污染等）。
③仅仅作为信息，诱发生物的节律性反应。
例如日照和温度的昼夜或季节变化，能引起植物的萌发、生长、开花等阶段变化和动物的冬眠、迁徙等周期活动。
生态因子作用的直接对象是生物个体，但通过生物间的交互作用会影响到群体。
同种动物的集群活动可以增加取食和避敌能力。
群落食物中某环节的增减，常导致连锁反应，例如天气变化造成蝗群增长及其相变，继而导致迁飞，破坏迁入地的大片植被。
生态因子的作用与生物的适应性密切相关。
对于温度,各物种反应不同,有些物种能适应的温度却可能使另一些物种死亡。
一般说，生物在不同发育阶段的适应性也不大相同。
环境在变，生物的适应性也随之改变。
一个物种可能通过生理过程适应一个新环境，当新旧环境差别太显著时，可能需要较长时期的适应过程，引种驯化便属此类。
在生物发展史中，生态因子作为选择因素淘汰掉不适应的物种。
生态因子还可能直接诱发基因突变或重组，促进生物进化的进程。
（1）李比希最小因子定律1840年农业化学家J. Liebig在研究营养元素与植物生长的关系时发现，植物生长并非经常受到大量需要的自然界中丰富的营养物质如水和CO2的限制，而是受到一些需要量小的微量元素如硼的影响。
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植物生态学中的关键问题与挑战
全球气候变化对植物生态的影响
全球气候变化导致植物生长周期、分布范围和种群动态的改变，对植 物生态系统的结构和功能产生深远影响。
植物与微生物互作机制
植物与其共生微生物之间的互作关系对植物生长、发育和抗逆性具有 重要影响，深入理解这一机制有助于揭示植物生态适应的机制。
植物种群遗传多样性与生态系统功能
全球变化生态学研究
全球气候变化背景下的植物生 态学研究将更加深入，涉及全 球变化对植物种群、群落和生 态系统的影响及其反馈机制。
生态系统服务功能评估
植物生态学将更加关注生态系 统服务功能的评估，包括碳汇 、水源涵养、土壤保持等方面 ，为生态保护和可持续发展提 供科学依据。
人工智能在植物生态学中 的应用
生态系统生态学
研究生态系统层面的能量 流动、物质循环和信息传 递，以及生态系统对全球 变化的响应和适应。
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植物与环境的关系
植物对环境的适应性
01
植物通过各种形态、生理和行为 上的适应性特征，来应对环境中 的变化和挑战，如耐寒、耐旱、 耐盐等特性。
02
植物的适应性特征使其能够在不 同的环境中生存和繁衍，增加了 物种的多样性和生态系统的稳定 性。
植物群落的结构
植物群落的结构包括空间结构和时间 结构。空间结构指群落在水平方向上 的分层现象，时间结构则指群落在不 同生长阶段的演替过程。
植物群落的演替
演替的概念
植物群落的演替是指随着时间的推移， 一个群落被另一个群落取代的过程。
VS
演替的机制
演替的机制包括竞争排斥、环境变化和物 种入侵等，这些因素相互作用，推动着群 落的演替。
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• 植物生活史格局：指的是植物在生活史
中维持生存、生长和繁殖方式的组合。 这种组合以资源的获取和配置为核心， 以实现最大的繁殖成功为目的，是植物 适应环境最集中的体现。
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2.1 资源配置
• 每个植物都具有生长、
维持生存和繁殖三大基 本功能，而植物有限的 资源总量不可能使生活 史每个部分都达到最大， 而必须在不同生活史组 分间进行“权衡”：资 源的限制导致必须进行 资源的权衡，即采取一 定的策略。(生存和繁 殖)
（1）通过产生毒素降低可使性；
（2）通过产生单宁等物质降低适口性；
（3）通过食草作用的诱导，使植物发 生化学变化；
（4）通过产生激素影响昆虫的发育过 程。
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5.2.2 植物间的他感化学作用
• 植物间的他感化学作用，其化学物质
有两种来源：一是植物活体部分；而 是植物枯死部分分解释放出来的。
生物群落中的时间和空间位置及其 功能关系；2）它们在环境变化梯 度中的位置；3）与群落中其他种 群的关系。
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• 俄罗斯生物学家Gausห้องสมุดไป่ตู้通过实验提出
“一个生态位，一个物种”的观点， 这种观点常称为竞争排斥原理。
在一个稳定的环境中，两 个以上受资源限制的但具 有相同资源利用方式的物 种，不能长期共存一处， 即完全的竞争者不能共存， 最终一个物种被另一个物
• 植物间的相互化学影响，可以是直接
的作用，也可以是间接作用。
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5.3单惠共生
• 单惠共生是指有 • 附生
利于一种有机体 而对另一种则无
• 庇护植物群
影响的相互作用。
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植物生态学(第二章)
第二节 生物与环境关系的基本原理
二、对生物产生影响的各种生态因子之间的相互 影响
一般来说，如果有两个或两个以上的生态因子影响着同一生 理过程，那么这些生态因子之间的相互影响就容易被观察到。例 如，很多陆生动物对温度耐受性往往是同它们对于湿度的耐受性 密切相关的。 Pianka (1978) 曾研究过一种生物生活在具有不同温度和湿度 的小生境中的生物。这种生物的适合度（Fitness）与温度和相对 湿度的关系如图所示。 上述实验还可以考虑增加第三个生态因子。Haefner (1970) 研 究了3种生态因子在决定一种褐虾最适耐受范围时的相互作用情况。
2016/6/25
植物生态学：生物与环境
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第二节 生物与环境关系的基本原理
对生物产生影响的各种生态因子之间的相互影响
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第二节 生物与环境关系的基本原理
对生物产生影响的各种生态因子之间的相互影响
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第二节 生物与环境关系的基本原理
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第一节 环境与生态因子
二、生态因子的分类
Smith (1935) 曾将生态因子分为密度制约因子和非密 度制约因子两大类。 密度制约因子（density dependent factors）：其作用 强度随种群密度的变化而变化，因此具有调节种群数 量、维持种群平衡的作用，如食物、天敌和病害等生 物因子； 非密度制约因子（ density independent factors ）：其 作用强度不随种群密度变化而变化，因此对种群密度 不能起调节作用，如温度、降水和天气变化等非生物 因子。
植物生态学——植物种群生态.
降。 9 相互关联的性质：种内和种间关系，如传粉、捕食、竞争等等。 9 动力学性质：表现为繁殖、死亡和迁入／迁出等，即种群的时间动态和空间
扩张与收缩。
3、植物种群的特性
¾ 固着生长，个体不能移动； ¾ 自养性营养； ¾ 具有无限的分生生长和多样的繁殖系统； ¾ 具构件结构和可塑性
第二节 植物种群的动态和调节
一、植物种群数量动态的描述 二、影响植物种群动态的因素 三、植物种群调节
一、 植物种群数量动态的描述
1、生命表及其编制 2、存活曲线 3、种群增长模型 4、植物的构件增长与个体增长
1、生命表及其编制
亦称寿命表，用于记录在自然条件和实验条件下，种群在整个 生命周期内的出生和死亡数量，以及出生、死亡发生的年龄以 及特定年龄群的繁殖率。
9 连续分布-连续的生境是呈线状分布的，如河流、海岸等。 9 间隔的种群分布-岛屿模型的分布，海岛上生长的植物。
淡水湖泊中的水生植物 9 线状分布与岛屿模型结合的种群分布形式称作踏脚石模型,
生境兼含有连续分布和间断分布的性质：在河漫滩或海岸 沙滩上生长的植物，沿岸呈不连续的分布，但彼此间又能 沿一定的狭窄通道相互联。
判断： 一座山上所有的树木 (X )；
一块水稻田中所有的水稻(√)
问题： 一定区域内是否只有一个种群？一个森林中有哪些 种群？
1、在一片森林里，属于群落的是( )
A 所有的树木
B 所有的动物和植物
C 所有的生物与无机环境
√D 所有的生物
2、属于生物群落： A 一块朽木上的所有真菌 B 一棵枯树和其上的所有苔藓、真菌、昆虫等
分子生态学-植物的行为生态学-PPT
大家好
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The establishment of the S. reinii population on the
southeastern slope of Mount Fuji involved two sequential
modes of seed dispersal: long-distance dispersal followed by
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第一节 花粉散布和种子传播
鲜艳的花瓣可以吸引昆虫来采蜜， 帮助花朵完成授粉受精过程。
大家好
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第一节 花粉散布和种子传播
异花传粉的方式： 依靠风力
大家好
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第一节 花粉散布和种子传播
虫媒花、风媒花
依靠风力传粉的花，叫风媒花。
风媒花一般都很小，不艳丽，没
有香味和花蜜，如玉米的花。
依靠昆虫传粉的花，叫虫媒花。
分子标记是不同基株鉴定较有效的工具。
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案例：克隆繁殖种群的鉴定
Lian et al. , 《Molecular Ecology》, 2003, 12(3):609-618
The early stage of volcanic desert succession is
underway on the southeastern slope of Mount Fuji.
每几十年或几个世纪，阵发式的种苗补充，这与干扰有关， 这种方式称为机会窗口补充(recruitment of windows of opportunity，RWO)。
ห้องสมุดไป่ตู้
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微生境的异质性
通过多样性选择(如频率依赖选择，frequencydependent selection)而促使不同基因型的新个体 占据不同的微生境。
植物生态学
植物生态学第一章绪论生态学：生态学是研究生物及环境间相互关系的科学〔德国，HAECKEL，1866〕；生态学是研究生态系统结构和功能的科学〔美国Odum,1983〕；生态学是研究影响有机体分布与多度的科学〔加拿大Krebs,1985〕。
根据研究对象的组织水平划分分子生态学个体生态学种群生态学群落生态学生态系统生态学景观生态学区域生态学全球生态学生态学前沿科学领域与热点问题：(1）生物多样性的起源、维持和生态系统的稳定性机制(2）生态系统效劳(3）生态健康与生态修复(4）全球变化(5）生态环境变迁与重大疫病和人群健康效应(6）转基因生物释放的生态效应(7）生态入侵生态学开展经历了哪几个阶段分为4个时期：生态学的萌芽时期(公元16世纪以前),生态学的建立时期(公元17世纪至19世纪末),生态学的稳固时期(20世纪初至20世纪50年代),现代生态学时期(20世纪60年代至现在)。
简述生态学研究的方法生态学研究方法包括野外调查研究,实验室研究以及系统分析和模型三种类型.野外调查研究是指在自然界原生境对生物与环境关系的考察研究,包括野外考察,定位观测和原地实验等方法.实验室研究是在模拟自然生态系统的受控生态实验系统中研窆单项或多项因子相互作用,及其对种群或群落影响的方法技术.系统分析和模型是指对野外调查研究或受控生态实验的大量资料和数据进行综合归纳分析,表达各种变量之间存在的种种相互关系,反映客观生态规律性,模拟自然生态系统的方法技术.生态学是研究生物与生物以及生物与环境的相互关系的科学。
从生物大分子、基因、细胞、个体、种群、群落、生态系统、景观直到生物圈都是生态学研究的对象和范围。
植物生态学：研究植物之间、植物与环境之间相互关系的科学。
它研究的内容主要包括植物个体对不同环境的适应性，及环境对植物个体的影响；植物种群和群落在不同环境中的形成及开展过程；以及在生态系统的能量流动、物质循环中植物的作用。
第二章植物的生存环境生态系统中，连接生命物资和非生命物质的枢纽正是由绿色植物所组成的植被。